БХ методички 2 курс / Metodichki / методы / Регуляция липидного обмена

РЕГУЛЯЦИЯ ЛИПИДНОГО ОБМЕНА

Синтез липидов (ТАГ)

Синтез триглицеридов происходит из глицерина и жирных кислот (главным образом стеариновой, пальмитиновой и олеиновой).

Путь биосинтеза триглицеридов в тканях протекает через образование α-глицерофосфата (глицерол-3-фосфата) как промежуточного соединения.

В почках, а также в стенке кишечника, где активность фермента глицеролкиназы высока, глицерин фосфорилируется за счет АТФ с образованием глицерол-3-фосфата:

Cпособ получения глицерол-3-фосфата

В жировой ткани и мышцах активность глицеролкиназы низкая

Предшественником глицерол-3-фосфата становится дигидроксиацетонфосфат (ДАФ)

Цитоплазматическая глицерол-3-фос-фатдегидрогеназа превращает ДАФ в глицерол-3-фосфат:

Общая характеристика биосинтеза липидов-глицеридов

Синтез триглицеридов в организме происходит с учетом двух путей образования глицерол-3-фосфата.

Ресинтез триглицеридов из β-моноацилглицеридов, происходит только в энтероцитах при поступлении липидов с пищей

Большинство ферментов, участвующих в биосинтезе триглицеридов, находятся в ЭПС

Глицерол-3-фосфат-ацилтрансфераза содержится в митохондриях, поэтому происходит обмен продуктами между митохондрией и ЭПС

Ход дальнейшего синтеза

Глицерол-3-фосфат последовательно ацилируется двумя «активными» формами жирной кислоты (молекулами ацил-КоА).

В результате образуется фосфатидная кислота (фосфатидат, или фосфатил):

Синтез фосфатидной кислоты и ТАГ

1. Глицерол-3-фосфат-ацилтрансфераза катализирует образование лизофосфатидата (1-ацилглицерол-3-фосфата)

2. 1-ацилглицерол-3-фосфат-ацилтрансфераза катализирует образование фосфатидата (1,2-диацилглицерол-3-фосфата)

3. Фосфатидная кислота гидролизуется фосфатидат-фосфогидролазой до 1,2-диглицерида (ДАГ)

4. С помощью диацилглицерол-ацилтрансферазы ДАГ превращается в триацилглицерид (ТАГ)

Обратите внимание! В синтезе ТАГ участвуют трансферазы (киназы и ацилтрансферазы) и 1 гидролаза, но не участвуют синтетазы!

Активация холина

Холин + АТФ →Фосфохолин + АДФ

Фосфохолин + ЦТФ→ ЦДФ-холин + РРi

1,2-диглицерид →Фосфатидилхолин + ЦМФ

ЦДФ-холин + церамид→сфингомиелин

Образование фосфатидилсерина

Фосфатидная кислота+ЦТФ→ЦДФ-диглицерид+PPi

ЦДФ-диглицерид+L-серин →Фосфатидилсерин+ЦМФ

Обратите внимание!

При синтезе фосфатидилхолина и фосфатидилсерина активировался азотсодержащий компонент. При синтезе фосфатидилсерина и фосфатидилинозитола активируется диацилглицеридный фрагмент

Синтез кетоновых тел (кетогенез)

Это вынужденный метаболический путь (идет при сахарном диабете или голодании).

Проходит в печени (в митохондриях).

Кетоновые тела:

1. ацетоуксусная к-та - Н₃С-СО-СН₂-СООН

2. β-гидроксимасляная к-та - Н₃С-СНОН-СН₂-СООН

3. ацетон - Н₃С-СО-СН₃ - образуются из ацетил-КоА

Кетоновые тела

Кетоновые тела выступают дополнительным источником энергии для большинства клеток.

При избытке возникает кетоз -кетонемия и кетонурия который истощает щелочные резервы и приводит к кетоацидозу. Опасное состояние – кетоацидотическая кома (при сахарном диабете).

Синтез кетоновых тел (Ход процесса)

Из 2-х молекул ацетил-КоА образуется ацетоацетил-КоА - Фермент – ацетоацетил-КоА-тиолаза.

Ацетоацетил-КоА (небольшая часть) может гидролизоваться до ацетоацетата и НSКоА.

Фермент – деацилаза.

Большая часть ацетоацетил-КоА присоединяет 3-ю молекулу ацетил-КоА. Образуется 3-гидрокси-3-метил-глутарил-КоА (ГМГ-КоА). Фермент – гидроксиметилглутарил-КоА-синтаза.

ГМГ-КоА распадается на ацетоуксусную к-ту и ацетил-КоА. Фермент – гидроксиметил-КоА-лиаза.

Ацетоуксусная к-та может восстанавливаться до β-гидроксибутирата (β-гидроксимасляная к-та) Фермент – гидроксибутиратдегидрогеназа.

Ацетоуксусная к-та в крови может спонтанно декарбоксилироваться. Образуется ацетон.

Ацетил-КоА + Ацетил-КоА (фермент – тиолаза)

2. Ацетоацетил-КоА +Ацетил-КоА (фермент – ГМГ-КоА-синтаза)

3. 3-гидрокси-3-метилглутарил-КоА (фермент – ГМГ-КоА-лиаза)

4. Ацетоацетат – (ацетон) + Ацетил-КоА (фермент- гидроксибутиратдегидрогеназа)

5. Бета-гидроксибутират

Катаболизм кетоновых тел

β-гидроксибутират окисляется в ацетоуксусную к-ту.

Фермент – гидроксибутиратдегидрогеназа.

Ацетоуксусная к-та присоединяет SКоА и превращается в ацетоацетил-КоА.

ПРИ голодании и диабете из кетоновых тел генерируется энергия:

Активация ацетоацетата -

Ацетоацетат + сукцинил-КоА = ацетоацетил-КоА + сукцинат

Фермент – сукцинилКоА-ацетоацетат-КоА-трансфераза).

Расщепление ацетоацетил-КоА

Ацетоацетил-КоА распадается на 2 ацетил-КоА. Фермент – ацетоацетил-КоА-тиолаза.

Ацетил-КоА окисляется в цикле Кребса.

1.Бета-гидроксибутират (НАД – НАДН)

2.Ацетоацетат (+ сукцинил-КоА)

3.Ацетоацелил –КоА (- сукцинат)

4.2 ацетил-КоА

Регуляция липидного обмена

Субстратная регуляция

Ацетил-КоА-карбоксилаза

активируется цитратом (выходит из митохондрий)

ингибируется ацил-КоА и АМФ (АМФ образуется из 2 АДФ Þ АМФ + АТФ. Фермент -- аденилаткиназа).

Карнитинацилтрансфераза – ингибируется малонил-КоА.

Гормональная регуляция

инсулин – активирует липогенез.

глюкагон, адреналин, норадреналин – активируют липолиз.

другие гормоны также влияют на липолиз и липогенез.

Активаторы

Адреналин, глюкагон и соматотропин (СТГ) Механизм действия: эти гормоны активируют аденилатциклазу, образуется цAMФ —вторичный посредник, аллостерический активатор триглицеридлипазы

Умеренный липолитический эффект оказывают эстрадиол и тестостерон

Ингибиторы

Инсулин, стимулирует фосфодиэстеразу, расщепляющую цAMФ, в результате прекращается липолитическое действие адреналина, глюкагона и отчасти СТГ

Прогестерон стимулирует синтез жира, снижая скорость липолиза

Активация липолиза гормонами в жизнедеятельности человека

В период интенсивного роста дети (особенно мальчики) с избыточным весом быстро худеют, если у них нормальный (не повышенный) уровень инсулина – это проявление эффекта липолитического эффекта СТГ

В период стресса и при регулярных физических нагрузках человека также обычно худеет - это липолитический эффект адреналина

В организме женщин с нормальным весом % жира всегда выше, чем у мужчин с таким же весом – это эффект прогестерона

Увеличение массы жира в организме женщин во время беременности происходит за счет высокого уровня прогестерона

Увеличение уровня мужских половых гормонов приводит к снижению массы жировой ткани – липолитический эффект тестостерона. При этом общая масса тела может увеличиваться за счет мышц и костей.

Недостаток инсулина приводит к быстрому истощению жировой ткани (антилиполитический эффект инсулина)

Избыток инсулина приводит к ускоренному отложению жира и снижению скорости липолиза

Оба эти эффекта часто наблюдаются у больных сахарным диабетом: до начала лечения инсулином (резкое похудание) и после начала лечения (увеличение массы тела).